拱形封头(GB∕T 165083-2022 英文版 锅壳锅炉 第3部分：设计与强度计算)
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拱形封头(GB∕T 165083-2022 英文版 锅壳锅炉 第3部分：设计与强度计算)
GB∕T 16508.3-2022 英文版 锅壳锅炉 第3部分：设计与强度计算
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1范围
本文件规定了锅壳锅炉受压元件的设计要求和强度计算方法﹐并规定了确定元件最高允许工作压力的试验和有限元分析验证方法。
本文件适用于GB/T 16508.1界定的锅壳锅炉受压元件[包括承受内(外)压圆筒形元件,封头、管板,端盖、下脚圈等]和拉撑件的设计。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
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GB/T 985.2埋弧焊的推荐坡口
GB/T 1576工业锅炉水质
GB/T 2900.48电工名词术语锅炉
GB/T 9252气瓶压力循环试验方法
GB/T 12145火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量
GB/T 16507.3水管锅炉第3部分;结构设计
GB/T16508.1锅壳锅炉第1部分:总则
GB/T 16508.2锅壳锅炉第⒉部分:材料
GB/T 16508.4锅壳锅炉第4部分:制造、检验与验收
JB/T 6734锅炉角焊缝强度计算方法
NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分;超声检测
3术语和定义
GB/T 2900.48 和GB/T 16508.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
计算温度
calculating temperature
在正常工作情况下,设定的受压元件或承受载荷的非受压元件的金属温度(内外壁温算术平均值)。注:通常也称为计算壁温。
3.2
工作压力working pressure
在正常设计运行工况条件下,受压元件所承受的最高压力。
3.3
计算压力calculating pressure
在计算温度下,用以确定受压元件计算厚度的压力。
3.4
计算厚度required thickness
理论计算公式确定的受压元件厚度。注,必要时,计算厚度计人其他载荷所需厚度。
3.5
设计厚度design thickness计算厚度与厚度附加量之和。
3.6
腐蚀裕量corrosion allowance thickness
设计使用期内,元件考虑腐蚀减薄需要的附加厚度。
3.7
厚度下偏差lower tolerance of thickness
材料标准规定的厚度允许下偏差负值的绝对值。注,无负值取0。
3.8
工艺附加厚度
process additional thickness
元件在冲压、卷制或弯制过程中制造工艺所允许的材料厚度最大减薄值。
3.9
最小需要厚度
minimum required thickness
元件承载计算压力、计算温度等载荷﹐并考虑腐蚀减薄因素所需厚度的最小值。
3.10
名义厚度nominal thickness
设计厚度向上圆整至钢材标准规格的厚度。注,即图样标注厚度。
3.11
有效厚度effective thickness
名义厚度减去腐蚀裕量﹑钢材厚度下偏差和工艺附加厚度后的厚度。
3.12
最高火界the highest fire line
锅炉蒸发受热面上受火焰或高温烟气冲刷的水侧最高点。
3.13
呼吸空位component space
为防止产生过大的温差应力,锅炉管板上壁温不同的相邻元件之间的最小距离。
3.14
水压试验压力hydrostatic test pressure
在水压试验时,按规定对锅炉整体或受压部件(元件)所施加的压力。
4符号
下列符号适用于本文件。
5设计要求
5.1基本要求
5.1.1锅炉设计应 采用先进的技术,使产品满足安全.可靠高效、经济和环保的要求,按GB/T 16508.1的
相关规定进行设计。
5.1.2设计时按下列要求确定所需考虑的计算载荷及所需进行的载荷计算。
a)受压元件设计时,应计人下述情况引起的载荷:
1) 水或蒸汽的内压或外压力;
2)液柱静压力:
3)工质 流动阻力:
4)安全阀整定压力;
5)必要 时还应计人下列载荷:
●受压元件及内装的自重载荷;
●附属设备的重力载荷;
●风、雪载荷和地震载荷;
●连接管道的其他作用力(管道的推力和力矩等);
●温度梯度和热膨胀量不同引起的作用力;
●压力急剧波动时的冲击载荷;
●运输和吊装时的作用力。
5.2结构要求
5.2.1 一般要求
5.2.1.1锅壳锅炉 主要受压元件包括锅壳、集箱、管道、集中下降管、炉胆.回燃室以及管板(封头)、炉胆顶和下脚圈等。
5.2.1.2受压元件应有足够的强度。受压元件结构的形式、开孔和焊缝的布置尽量避免或减少复合应力和应力集中。
5.2.2锅壳、炉胆壁厚和长度
5.2.2.1锅壳内径大于 1 000 mm时,锅壳简体的取用壁厚应不小于6 mm;锅壳内径不大于1 000 mm时，锅壳简体的取用壁厚应不小于4 mm。
5.2.2.2胀接连 接的锅壳简体、管板,其取用壁厚应不小于12 mm;外径大于89 mm的管子不应采用胀接连接。
5.2.2.3炉胆内径应不超过1 800 mm,炉胆壁厚符合以下规定:
a)炉胆内径小于或等于 1 800 mm且大于400 mm时,其取用璧厚应不小于8 mm,且不大于
22 mm;
b)炉胆内径小于或 等于400 mm时.其取用壁厚应不小于6 mm。
5.2.2.4
卧式内燃锅炉的回燃室,其简体的取用壁厚应不小于10 mm,且不大于35 mm。
5.2.2.5卧式平直炉胆的计算长度应不超过2000mm,当炉胆两端与管板扳边对接连接时，平直炉胆的计算长度可放大至3000mm。
5.2.3安全水 位
5.2.3.1锅炉的最低和最高安全水位应在锅炉图样上注明。
5.2.3.2锅炉 正常运行时的最低安全水位应高于最高火界100 mm。对于锅壳内径不大于1 500 mm的卧式锅壳锅炉,其最低安全水位应高于最高火界75 mm。
5.2.3.3锅炉停 止给水情况下,在锅炉额定负荷下继续运行,锅炉水位从最低安全水位下降到最高火界的时间(安全降水时间)应不低于7 min,对于燃气(液)锅炉应不低于5 min.
5.2.4焊接结构
5.2.4.1锅炉 主要受压元件的主焊缝(包括锅壳、炉胆、回燃室、集箱等的纵向和环向焊缝,以及封头、管板、炉胆顶和下脚圈等的拼接焊缝)应采用全焊透型结构;拉撑件不应拼接。
6承受内压力的圆筒形元件
6.1概述
本章规定了承受内压力的圆筒形元件，包括简体.集箱、内压管子.大横水管等元件的设计计算方法和结构要求。
6.2符号
7承受外压力的圆简形炉胆、冲天管、烟管和其他元件
7.1概述
本章规定了以下承受外压的圆简形元件的设计计算方法和结构要求:
a)额定工作压力不大于 2.5 MPa的立式锅壳锅炉的炉胆、冲天管、烟管;
b)额定 工作压力不大于3.8 MPa的卧式锅壳锅炉的炉胆.回燃室;
c) 额定工作压力小于5.3 MPa的卧式锅壳锅炉的烟管。
7.2符号
8凸形封头、炉胆顶、半球形炉胆和凸形管板
8.1概述
本章规定了承受内压或外压的凸形封头(包括椭球形、半球形.蝶形等)、炉胆顶、凸形管板(包括椭球形.拱形等)等元件的设计计算方法和结构要求。
8.2符号
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